SU876200A1

SU876200A1 - Ультразвукова колебательна система

Info

Publication number: SU876200A1
Application number: SU792824133A
Authority: SU
Inventors: Владимир Константинович Яценко; Юрий Анатольевич Крамаров
Original assignee: Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет
Priority date: 1979-09-26
Filing date: 1979-09-26
Publication date: 1981-10-30

Description

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть приме' нено в ультразвуковых станках и для целей ультразвуковой технологии.

Известны ультразвуковые колеба. тельные системы, состоящие из полу волнового пьезоэлектрического или магнитострикционного преобразователя, к рабочей грани которого подсоединен полуволновый пассивный элемент, например акустический концент- ¹¹ратор ступенчатой, конусообразной формы или в форме цилиндра, образующей которого'служит кривая второго порядка, а также экспонента ·Ϊ1].

Однако системы имеют большие продольные размеры.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является коле-_;батёльйая система, содержащая полуволновый пассивный элемент и установленный концентрично ему и жестко соединенный с ним в средней, части резонансный электроакустический преобразователь [2].

Однако эта колебательная система имеет большие поперечные габариты.

Цель изобретения - уменьшение габаритов ультразвуковой колебательной системы. .

Цель изобретения достигается тем, что преобразователь выполнен в виде цилиндра, охватывающего пассивный элемент, в средней части которого имеется кольцевой выступ, жестко прикрепленный к торцу преобразователя, а полуволновый пассивный элемент выполнен в виде концентратора.

На чертеже представлена ультразвуковая колебательная система, общий вид.

Колебательная система состоит из резонансного электроакустического преобразователя 1 в виде полого цилиндра высотой в четверть длины волны 2.sC/£ ,где с - скорость звука в материале преобразователя, f - цатз 876200 4 бочая частота преобразователя, полуволновго элемента (концентратора) 2 и кольцевого выступа 3', являющегося элементом крепления их между собой.

В преобразователе 1 имеется активный ₅элемент 4, возбуждающий в последнем упругие колебания ультразвуковой час тоты.

Устройствд работает следующим образом. 10

При подключении активного элемента к генератору в преобразователе 1 череэ кольцевой выступ 3 возникают упругие колебания, смещающие центр инерции пассивного элемента (кон- ₁₅центратора) 2 и тем самым возбуждающие в нем продольные колебания. В стационарном режиме колебаний центр инерции не смещается к узловой плоскости и стабилизирует свое положе- _2f}ние в пространстве. Преобразователь 1 может быть выполнен длиной в половину длины волны, состоять из одного или нескольких расположенных параллельно элементов. Концентратор может ₂₅исполняться ступенчатым, экспоненциальным или иным пригодным для решения конкретной задачи. В некоторых случаях преобразователь может располагаться внутри полого концентратора.

Наиболее оптимальным кратным, ³⁰ с точки зрения согласования акустических импедансов преобразователя, является λ/'4 с множителями из ряда 1,3,5 и т.д,, и в особенности с пер35 вым, поскольку именно он обеспечивает минимальный продольный размер системы.

Claims

Изобретение относитс к ультразвуковой технике и может быть приме нено в ультразвуковых станках и дл целей ультразвуковой технологии. Известны ультразвуковые колебательные системы, состо щие из полуводнового пьезоэлектрического или магнитострикционного преобразовател , к рабочей грани которого подсоединен полуволновБ1й пассивный элемент , например акустический концент ратор :СтупенчатЬй, конусообразной формы или в форме цилиндра, образую щей которогослужит крива второго пор дка, а также экспонента«tl. Однако системы имеют большие пр дольн1ле размеры. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой вл етс ко бательйа система, содержаща полув новый пассивный элемент и установленный концентрично ему и жестко соединенный с ним в средней, части резонансный электроакустический преобразователь t2. Однако эта колебатбльн 1 система имеет большие поперечнь е габариты. Цель изобретени - уменьшение габаритов ультраз зуковой колебательйой системы.. Цель изобретени достигаетс тем, что преобразователь выполнен в виде цилиндра, охватывающего пассивный элемент, в средней част которого имеетс кольцевой выступ, жестко прикрепленный к торцу преобразовател , а полуволновый пассивный элемент выполнен в виде концентратора. На чертеже представлена ультразвукова крлебательна система, об1ЩЙ вид. Колебательна система состоит из резонансного электроакустического преобразовател 1 в виде полого цилиндра высотой в четверть длинь: волны ,где с - скорость звука в материале преобразовател , - oar , 3 боча частота преобразовател , полуволновго элемента (концентратора) 2 кольцевого выступа 3, вл ющегос элементом креплени их между собой. В преобразователе 1 имеетс активный элемент 4, возбуждающий.в последнем у|Д)угие колебани ультразвуковой час тоты. Устройство работает следующим образом . При подключении активного элемент 4 к генератору в преобразователе 1 через кольцевой выступ 3 возникают упругие колебани , смещающие центр .инерции пассивного элемента (концентратора ). 2 и тем самым возбуждаю щие в нем продольные колебани . В стационарном режиме колебаний центр инерции не смещаетс к узловой плос кости , и стабилизирует свое положение в пространстве. Преобразователь может быть выполнен длиной в половину длины волны, состо ть из одного или нескольких расположенных параллельно элементов. Концентратор может исполн тьс ступенчатым, экспоненциальным или иным пригодным дл решени конкретной задачи. В некоторых случа х преобразователь может распол гатьс внутри полого концентратора. Наиболее оптимальным кратным, с точки зрени согласовани акустиче ких импедансов преобразовател , вл етс 1/4 с множител ми из р да ,3,,5 и т.д., и в особенности с пер вым, поскольку иг4енно он обеспечивает минимальный продольный размер системы . Формула изобретени 1. Ультразвукова колебательна система, содержаща полуволновый пассивный элемент и установленньш концентрично ему и жестко соединенный с ним в средней части резонансный электроакустический преобразователь, о т л и ч.а ющ и и с тем, что, с ч целью уменьшени ее габаритов, преобразователь выполнен в виде цилиндра, охватывающего пассивный элемент,в средней части которого имеетс кольцевой выступ, жестко прикрепленный к торцу преобразовател . 2. Система по п.1, отличающа с тем, что полуволновый пассивный элемент выполнен в виде концентратора. I Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №: 206990, кл. В 06 В 3/04, 1968.
2.Могу Е„ Jto К. The investigation of resonator with directional convertor Reports of the 6-th inter- national congressmen acoustics. Tokyo,; August, 2.1-28, 1968, K-05-I3, PPK-89-92.